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Institución educativa autónoma estatal

educación vocacional secundaria -

Facultad Estatal de Humanidades y Tecnología de Novokuybyshevsk

Ensayo

por disciplina:"Química"

Tema: "El uso de isótopos radiactivos en tecnología"

Grazhdankina Daria Igorevna

Alumnos de 1er año grupo 16

especialidad 230115

2013

1. ¿Qué son los isótopos y su producción?

Bibliografía

detección de defectos en átomos de isótopos radiactivos

1. ¿Qué son los isótopos?

Los isótopos son variedades de cualquier elemento químico de la tabla periódica D.I. Mendeleev, teniendo diferentes pesos atómicos. Los diferentes isótopos de cualquier elemento químico tienen el mismo número de protones en el núcleo y el mismo número de electrones en las capas del átomo, tienen el mismo número atómico y ocupan ciertos lugares en la tabla D.I., característicos de un elemento químico determinado. Mendeleev. La diferencia de peso atómico entre isótopos se explica por el hecho de que los núcleos de sus átomos contienen diferente número de neutrones.

Los isótopos radiactivos son isótopos de cualquier elemento de la tabla periódica de D. I. Mendeleev, cuyos átomos tienen núcleos inestables y pasan a un estado estable a través de la desintegración radiactiva acompañada de radiación. Para elementos con números atómicos superiores a 82, todos los isótopos son radiactivos y se desintegran por desintegración alfa o beta. Se trata de los llamados isótopos radiactivos naturales, que suelen encontrarse en la naturaleza. Los átomos formados durante la desintegración de estos elementos, si tienen un número atómico superior a 82, a su vez sufren una desintegración radiactiva, cuyos productos también pueden ser radiactivos. Resulta ser una cadena secuencial, o la llamada familia de isótopos radiactivos. Hay tres familias radiactivas naturales conocidas, llamadas así por el primer elemento de la serie, las familias de uranio, torio y actinouranio (o actinio). La familia del uranio incluye el radio y el radón. El último elemento de cada serie se transforma, como resultado de la desintegración, en uno de los isótopos estables del plomo con el número de serie 82. Además de estas familias, se conocen ciertos isótopos radiactivos naturales de elementos con números de serie inferiores a 82. Estos son el potasio- 40 y algunos más. De estos, el potasio-40 es importante, ya que se encuentra en cualquier organismo vivo.

Los isótopos radiactivos de todos los elementos químicos se pueden obtener artificialmente.

Hay varias formas de obtenerlos. Los isótopos radiactivos de elementos como el estroncio, el yodo, el bromo y otros, que ocupan lugares intermedios en la tabla periódica, son productos de fisión del núcleo de uranio. A partir de una mezcla de dichos productos obtenidos en un reactor nuclear, se aíslan mediante métodos radioquímicos y de otro tipo. Se pueden producir isótopos radiactivos de casi todos los elementos en un acelerador de partículas bombardeando ciertos átomos estables con protones o deuterones. Un método común para producir isótopos radiactivos a partir de isótopos estables del mismo elemento es irradiarlos con neutrones en un reactor nuclear. El método se basa en la llamada reacción de captura de radiación. Si una sustancia se irradia con neutrones, estos últimos, al no tener carga, pueden acercarse libremente al núcleo de un átomo y, por así decirlo, "pegarse" a él, formando un nuevo núcleo del mismo elemento, pero con un neutrón extra. En este caso se libera una determinada cantidad de energía en forma de radiación gamma, por lo que el proceso se denomina captura de radiación. Los núcleos con exceso de neutrones son inestables, por lo que el isótopo resultante es radiactivo. Con raras excepciones, de esta forma se pueden obtener isótopos radiactivos de cualquier elemento.

Cuando un isótopo se desintegra, se puede formar un isótopo que también es radiactivo. Por ejemplo, el estroncio-90 se convierte en itrio-90, el bario-140 en lantano-140, etc.

Se obtuvieron artificialmente elementos transuránicos desconocidos en la naturaleza con un número de serie superior a 92 (neptunio, plutonio, americio, curio, etc.), cuyos isótopos son radiactivos. Uno de ellos da origen a otra familia radiactiva: la familia del neptunio.

Durante el funcionamiento de reactores y aceleradores, se forman isótopos radiactivos en los materiales y partes de estas instalaciones y equipos circundantes. Esta "actividad inducida", que persiste durante un tiempo más o menos largo después de que las instalaciones hayan dejado de funcionar, representa una fuente de radiación indeseable. La actividad inducida también se produce en un organismo vivo expuesto a neutrones, por ejemplo durante un accidente o una explosión atómica.

La actividad de los isótopos radiactivos se mide en unidades de curie o sus derivados: milicurie y microcurie.

En términos de propiedades químicas y fisicoquímicas, los isótopos radiactivos prácticamente no se diferencian de los elementos naturales; su mezcla con cualquier sustancia no cambia su comportamiento en un organismo vivo.

Es posible reemplazar isótopos estables en diversos compuestos químicos con átomos marcados de este tipo. Como resultado, las propiedades de estos últimos no cambiarán y, si se introducen en el cuerpo, se comportarán como sustancias ordinarias sin etiquetar. Sin embargo, gracias a las radiaciones, es fácil detectar su presencia en la sangre, los tejidos, las células, etc. Los isótopos radiactivos de estas sustancias sirven así como indicadores, o indicadores, de la distribución y del destino de las sustancias introducidas en el organismo. Por eso se les llama "trazadores radiactivos". Se han sintetizado diversos compuestos orgánicos e inorgánicos marcados con diversos isótopos radiactivos para el diagnóstico de radioisótopos y para diversos estudios experimentales.

2. Aplicación de isótopos radiactivos en tecnología.

Uno de los estudios más destacados realizados con “átomos marcados” fue el estudio del metabolismo en los organismos. Se ha comprobado que en un tiempo relativamente corto el cuerpo sufre una renovación casi completa. Los átomos que lo componen son sustituidos por otros nuevos. Sólo el hierro, como lo han demostrado los experimentos realizados mediante estudios isotópicos de la sangre, es una excepción a esta regla. El hierro forma parte de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Cuando se introdujeron átomos de hierro radiactivo en los alimentos, se descubrió que el oxígeno libre liberado durante la fotosíntesis era originalmente parte del agua, no del dióxido de carbono. El ámbito de aplicación de los isótopos radiactivos en la industria es amplio. Un ejemplo de esto es el siguiente método para monitorear el desgaste de los anillos de pistón en motores de combustión interna. Al irradiar el anillo del pistón con neutrones, provocan reacciones nucleares en él y lo vuelven radiactivo. Cuando el motor funciona, partículas de material de anillo ingresan al aceite lubricante. Al examinar el nivel de radiactividad en el aceite después de un cierto tiempo de funcionamiento del motor, se determina el desgaste de los anillos. Los isótopos radiactivos permiten juzgar la difusión de metales, los procesos en altos hornos, etc.

Se utiliza potente radiación gamma de fármacos radiactivos para examinar la estructura interna de las piezas fundidas de metal con el fin de detectar defectos en ellas.

Se pueden utilizar isótopos radiactivos que emiten rayos gamma en lugar de voluminosas unidades de rayos X para productos de transiluminación, ya que las propiedades de los rayos gamma son similares a las de los rayos X. Se coloca una fuente de rayos gamma en un lado del producto que se está probando y una película fotográfica en el otro. Este método de prueba se llama detección de defectos gamma. De esta forma se controlan actualmente las piezas fundidas ferrosas y no ferrosas, los productos acabados (productos de acero de hasta 300 mm de espesor) y la calidad de las soldaduras. Con la ayuda de isótopos radiactivos, es fácil medir el espesor de una tira de metal o de láminas de metal laminadas sobre la marcha y sin contacto y mantener automáticamente un espesor constante. Una fuente de partículas beta se coloca debajo de la cinta en movimiento que sale de debajo de los rodillos de la máquina. Por tanto, un cambio en el grosor de la cinta provoca un cambio en la corriente en el medidor. Esta corriente se amplifica y se envía a un dispositivo de medición o a una máquina automática, que acercará instantáneamente los rodillos o, por el contrario, los separará. Dispositivos de este tipo también se utilizan en las industrias del papel, el caucho y el cuero. Se han creado fuentes de energía eléctrica radioisótopas. Utilizan el calor generado en una muestra que absorbe la radiación. Con la ayuda de termoelementos, este calor se convierte en corriente eléctrica. Una fuente que pesa varios kilogramos proporciona una potencia de varias decenas de vatios durante 10 años de funcionamiento ininterrumpido. Estas fuentes se utilizan para alimentar balizas automáticas y estaciones meteorológicas automáticas que funcionan en zonas de difícil acceso. Se instalaron fuentes más potentes en los vehículos lunares soviéticos lanzados a la Luna. Trabajaron de manera confiable a temperaturas de -140 a +120.

Uno de los estudios más destacados realizados con “átomos marcados” fue el estudio del metabolismo en los organismos. Se ha comprobado que en un tiempo relativamente corto el cuerpo sufre una renovación casi completa. Los átomos que lo componen son sustituidos por otros nuevos. Sólo el hierro, como lo han demostrado los experimentos realizados mediante estudios isotópicos de la sangre, es una excepción a esta regla. El hierro forma parte de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Cuando se introdujeron átomos de hierro radiactivo en los alimentos, se descubrió que el oxígeno libre liberado durante la fotosíntesis era originalmente parte del agua, no del dióxido de carbono. Los isótopos radiactivos se utilizan en medicina tanto con fines diagnósticos como terapéuticos. El sodio radiactivo, inyectado en pequeñas cantidades en la sangre, se utiliza para estudiar la circulación sanguínea; el yodo se deposita intensamente en la glándula tiroides, especialmente en la enfermedad de Graves. Al observar la deposición de yodo radiactivo con un medidor, se puede realizar un diagnóstico rápidamente. Grandes dosis de yodo radiactivo provocan la destrucción parcial de los tejidos que se desarrollan anormalmente y, por lo tanto, el yodo radiactivo se utiliza para tratar la enfermedad de Graves. La intensa radiación gamma de cobalto se utiliza en el tratamiento del cáncer (pistola de cobalto).

Lista de literatura usada

1. Gaisinsky M.N., Química nuclear y sus aplicaciones, trad. Del francés, M., 1961.

2. Física Nuclear Experimental, ed. E. Segre, trad. Del inglés, volumen 3, M., 1961; herramientas de INTERNET

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Institución educativa municipal "Escuela secundaria Pobedinskaya" Distrito de Shegarsky, región de Tomsk

CERTIFICACIÓN ESTATAL (FINAL) DE GRADUADOS DE IX CLASE

RESUMEN DE FÍSICA

FENÓMENO DE RADIACTIVIDAD. SU IMPORTANCIA EN CIENCIA, TECNOLOGÍA, MEDICINA

Terminado: Dadaev Aslan, estudiante de noveno grado

Supervisor: Gagarina Lyubov Alekseevna, profesora de física

Pobeda 2010

1. Introducción………………………………………………………………...página 1

2. El fenómeno de la radiactividad…………..…………………………………….página 2

2.1.Descubrimiento de la radiactividad…………………………………………………….página 2

2.2. Fuentes de radiación…………………………………………………….. página 6

3. Producción y uso de isótopos radiactivos………………..página 8

3.1.Uso de isótopos en medicina…………………….......página 8

3.2. Isótopos radiactivos en la agricultura………………página 10

3.3.Cronometría de radiación…………………………………p.11

3.4. Aplicación de isótopos radiactivos en la industria...p.12

3.5. El uso de isótopos en la ciencia………………………………...página 12

4. Conclusión…………………………………………………………...página 13

5. Literatura…………………………………………………………..página 14

INTRODUCCIÓN

La idea de los átomos como pequeñas partículas de materia inmutables fue destruida por el descubrimiento del electrón, así como por el fenómeno de la desintegración radiactiva natural descubierto por el físico francés A. Becquerel. Los destacados físicos franceses Maria Sklodowska-Curie y Pierre Curie hicieron una contribución significativa al estudio de este fenómeno.

La radiactividad natural existe desde hace miles de millones de años y está literalmente en todas partes. La radiación ionizante existió en la Tierra mucho antes del surgimiento de la vida en ella y estuvo presente en el espacio antes del surgimiento de la Tierra. Los materiales radiactivos han formado parte de la Tierra desde su nacimiento. Cualquier persona es ligeramente radiactiva: en los tejidos del cuerpo humano, una de las principales fuentes de radiación natural es el potasio - 40 y el rubidio - 87, y no hay forma de deshacerse de ellos.

Mediante reacciones nucleares bombardeando los núcleos de los átomos de aluminio con partículas a, los famosos físicos franceses Frédéric e Irene Curie-Joliot lograron crear artificialmente núcleos radiactivos en 1934. La radiactividad artificial no se diferencia fundamentalmente de la radiactividad natural y obedece a las mismas leyes.

Actualmente, los isótopos radiactivos artificiales se producen de diferentes formas. La más común es la irradiación de un objetivo (futuro fármaco radiactivo) en un reactor nuclear. Es posible irradiar un objetivo con partículas cargadas en instalaciones especiales donde las partículas se aceleran a altas energías.

Objetivo: Descubra en qué ámbitos de la vida se utiliza el fenómeno de la radiactividad.

Tareas:

· Estudiar la historia del descubrimiento de la radiactividad.

· Averiguar qué le sucede a una sustancia durante la radiación radiactiva.

· Descubra cómo obtener isótopos radiactivos y dónde se utilizarán.

· Desarrollar habilidades para trabajar con literatura adicional.

· Realizar una presentación por ordenador del material.

PARTE PRINCIPAL

2.El fenómeno de la radiactividad

2.1.Descubrimiento de la radiactividad

Historia radioactividad Comenzó con el trabajo del físico francés Henri Becquerel sobre luminiscencia y rayos X en 1896.

El descubrimiento de la radiactividad, la evidencia más sorprendente de la compleja estructura del átomo .

Al comentar sobre el descubrimiento de Roentgen, los científicos plantean la hipótesis de que los rayos X se emiten durante la fosforescencia, independientemente de la presencia de rayos catódicos. A. Becquerel decidió comprobar esta hipótesis. Envolviendo la placa fotográfica en papel negro, colocó sobre ella una placa de metal de forma extraña cubierta con una capa de sal de uranio. Después de exponerla a la luz del sol durante cuatro horas, Becquerel reveló la placa fotográfica y vio en ella la silueta exacta de una figura de metal. Repitió los experimentos con grandes variaciones, obteniendo impresiones de una moneda y una llave. Todos los experimentos confirmaron la hipótesis que se estaba probando, sobre lo que Becquerel informó el 24 de febrero en una reunión de la Academia de Ciencias. Sin embargo, Becquerel no deja de experimentar y prepara cada vez más opciones nuevas.

Henri Becquerel Welhelm Conrad Roentgen

El 26 de febrero de 1896, el tiempo en París empeoró y las placas fotográficas preparadas con trozos de sal de uranio tuvieron que guardarse en un cajón oscuro del escritorio hasta que apareciera el sol. Apareció sobre París el 1 de marzo y los experimentos pudieron continuar. Tomando los discos, Becquerel decidió desarrollarlos. Después de haber revelado las placas, el científico vio en ellas siluetas de muestras de uranio. Al no entender nada, Becquerel decidió repetir el experimento aleatorio.

Colocó dos platos en una caja a prueba de luz, les vertió sal de uranio, colocando primero vidrio en uno de ellos y una placa de aluminio en el otro. Todo esto fue en una habitación oscura durante cinco horas, tras las cuales Becquerel reveló las placas fotográficas. Y bueno, las siluetas de las muestras vuelven a ser claramente visibles. Esto significa que algunos rayos se forman en las sales de uranio. Parecen rayos X, pero ¿de dónde vienen? Una cosa está clara: no existe ninguna relación entre los rayos X y la fosforescencia.

Informó esto en una reunión de la Academia de Ciencias el 2 de marzo de 1896, confundiendo completamente a todos sus miembros.

Becquerel también estableció que la intensidad de la radiación de una misma muestra no cambia con el tiempo y que la nueva radiación es capaz de descargar cuerpos electrificados.

La mayoría de los miembros de la Academia de París, tras el siguiente informe de Becquerel en la reunión del 26 de marzo, creyeron que tenía razón.

El fenómeno descubierto por Becquerel se llamó radioactividad, por sugerencia de Maria Sklodowska-Curie.

María Skłodowska – Curie

Radioactividad - la capacidad de los átomos de algunos elementos químicos para emitir espontáneamente.

En 1897, María, mientras realizaba su tesis doctoral y había elegido un tema de investigación: el descubrimiento de Becquerel (Pierre Curie aconsejó a su esposa que eligiera este tema), decidió encontrar la respuesta a la pregunta: ¿cuál es la verdadera fuente de uranio? ¿radiación? Para ello, decide examinar un gran número de muestras de minerales y sales y comprobar si sólo el uranio tiene la propiedad de irradiar. Trabajando con muestras de torio, descubre que, como el uranio, produce los mismos rayos y aproximadamente con la misma intensidad. Esto significa que este fenómeno resulta ser una propiedad no sólo del uranio y es necesario darle un nombre especial. El uranio y el torio se denominaron elementos radiactivos. Se continuó trabajando con nuevos minerales.

Pierre, como físico, siente la importancia del trabajo y, dejando temporalmente el estudio de los cristales, comienza a trabajar junto con su esposa. Fruto de este trabajo conjunto se descubrieron nuevos elementos radiactivos: polonio, radio, etc.

En noviembre de 1903, la Royal Society otorgó a Pierre y Marie Curie uno de los premios científicos más importantes de Inglaterra: la Medalla Davy.

El 13 de noviembre, los Curie y Becquerel recibieron un telegrama desde Estocolmo anunciando que los tres habían sido galardonados con el Premio Nobel de Física por sus destacados descubrimientos en el campo de la radiactividad.

El trabajo iniciado por los Curie fue retomado por sus alumnos, entre los que se encontraban su hija Irene y su yerno Frédéric Joliot, que se convirtieron en premios Nobel por su descubrimiento en 1935. radiactividad artificial .

Irene y Frédéric Curie - Joliot

físicos ingleses E. Rutherford Y F. Soddy Se ha demostrado que en todos los procesos radiactivos se producen transformaciones mutuas de los núcleos atómicos de elementos químicos. Un estudio de las propiedades de la radiación que acompaña a estos procesos en los campos magnéticos y eléctricos demostró que se divide en partículas a, partículas b y rayos g (radiación electromagnética de longitud de onda muy corta).

E. Rutherford F. Soddy

Algún tiempo después, como resultado del estudio de diversas características y propiedades físicas de estas partículas (carga eléctrica, masa, etc.), se pudo establecer que la partícula b es un electrón y la partícula a es un átomo de el elemento químico helio (es decir, un átomo de helio que ha perdido ambos electrones).

Además, resultó que radioactividad es la capacidad de algunos núcleos atómicos de transformarse espontáneamente en otros núcleos con la emisión de partículas.

Por ejemplo, se encontraron varias variedades de átomos de uranio: con masas nucleares aproximadamente iguales a 234 uma, 235 uma, 238 uma. y 239 uma Además, todos estos átomos tenían las mismas propiedades químicas. Entraron en reacciones químicas de la misma forma, formando los mismos compuestos.

Algunas reacciones nucleares producen radiación altamente penetrante. Estos rayos atraviesan una capa de plomo de varios metros de espesor. Esta radiación es una corriente de partículas con carga neutra. Estas partículas reciben el nombre neutrones.

Algunas reacciones nucleares producen radiación altamente penetrante. Estos rayos son de diferentes tipos y tienen distintos poderes de penetración. Por ejemplo, flujo de neutrones Penetra a través de una capa de plomo de varios metros de espesor.

2.2. Fuentes de radiación

La radiación es muy numerosa y variada, pero podemos distinguir entre Siete sus principales fuentes.

la primera fuente es nuestra Tierra. Esta radiación se explica por la presencia de elementos radiactivos en la Tierra, cuya concentración varía mucho en diferentes lugares.

la segunda fuente radiación: el espacio, desde donde una corriente de partículas de alta energía cae constantemente sobre la Tierra. Las fuentes de radiación cósmica son las explosiones estelares en la galaxia y las erupciones solares.

Tercera fuente Las radiaciones son materiales naturales radiactivos utilizados por el hombre para la construcción de locales residenciales e industriales. En promedio, la tasa de dosis dentro de los edificios es entre un 18% y un 50% mayor que en el exterior. Una persona pasa tres cuartas partes de su vida en el interior. Una persona que permanece constantemente en una habitación construida de granito puede recibir - 400 mrem/año, del ladrillo rojo - 189 mrem/año, del hormigón - 100 mrem/año, de la madera - 30 mrem/año.

Cuatro La fuente de radiactividad es poco conocida por la población, pero no menos peligrosa. Se trata de materiales radiactivos que los humanos utilizamos en las actividades cotidianas.

Las tintas para imprimir cheques bancarios incluyen carbón radiactivo, lo que garantiza una fácil identificación de documentos falsificados.

El uranio se utiliza para producir pintura o esmalte sobre cerámica o joyería.

En la producción de vidrio se utilizan uranio y torio.

Los dientes artificiales de porcelana están reforzados con uranio y cerio. Al mismo tiempo, la radiación a las membranas mucosas adyacentes a los dientes puede alcanzar los 66 rem/año, mientras que la tasa anual para todo el cuerpo no debe exceder los 0,5 rem (es decir, 33 veces más).

Una pantalla de televisión emite 2-3 mrem/año por persona.

Quinto fuente – empresas de transporte y procesamiento de materiales radiactivos.

Sexto La fuente de radiación son las centrales nucleares. En las centrales nucleares,

Además de los residuos sólidos, también existen residuos líquidos (agua contaminada de los circuitos de refrigeración del reactor) y gaseosos contenidos en el dióxido de carbono utilizado para la refrigeración.

Séptimo La fuente de radiación radiactiva son las instalaciones médicas. A pesar de lo común de su uso en la práctica diaria, el peligro de radiación de ellos es mucho mayor que el de todas las fuentes mencionadas anteriormente y, a veces, alcanza decenas de rems. Uno de los métodos de diagnóstico comunes es una máquina de rayos X. Entonces, con radiografía de dientes - 3 rem, con fluoroscopia del estómago - lo mismo, con fluorografía - 370 mrem.

¿Qué le sucede a la materia durante la radiación radiactiva?

En primer lugar, la asombrosa consistencia con la que los elementos radiactivos emiten radiación. Con el paso de los días, meses y años, la intensidad de la radiación no cambia notablemente. No se ve afectado por el calentamiento o el aumento de presión; las reacciones químicas en las que entró el elemento radiactivo tampoco afectaron la intensidad de la radiación.

En segundo lugar, la radiactividad va acompañada de la liberación de energía, que se libera de forma continua durante varios años. ¿De dónde viene esta energía? Cuando una sustancia se vuelve radiactiva, experimenta algunos cambios profundos. Se suponía que los propios átomos experimentan transformaciones.

La presencia de las mismas propiedades químicas significa que todos estos átomos tienen el mismo número de electrones en la capa electrónica y, por tanto, las mismas cargas nucleares.

Si las cargas de los núcleos atómicos son las mismas, entonces estos átomos pertenecen al mismo elemento químico (a pesar de las diferencias en sus masas) y tienen el mismo número atómico en la tabla DI. Mendeleev. Las variedades de un mismo elemento químico que difieren en la masa de los núcleos atómicos se denominan isótopos .

3. Producción y uso de isótopos radiactivos.

Los isótopos radiactivos que se encuentran en la naturaleza se llaman natural. Pero muchos elementos químicos se encuentran en la naturaleza sólo en un estado estable (es decir, radiactivo).

En 1934, los científicos franceses Irène y Frédéric Joliot-Curie descubrieron que se podían crear isótopos radiactivos artificialmente como resultado de reacciones nucleares. Estos isótopos fueron llamados artificial .

Para producir isótopos radiactivos artificiales se suelen utilizar reactores nucleares y aceleradores de partículas. Existe una industria especializada en la producción de dichos elementos.

Posteriormente se obtuvieron isótopos artificiales de todos los elementos químicos. En total, actualmente se conocen aproximadamente 2.000 isótopos radiactivos, de los cuales 300 son naturales.

Actualmente, los isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en diversos campos de la actividad científica y práctica: tecnología, medicina, agricultura, comunicaciones, ejército y algunos otros. En este caso, el llamado método del átomo etiquetado.

3.1.Uso de isótopos en medicina

Aplicación de isótopos Uno de los estudios más destacados realizados con “átomos marcados” fue el estudio del metabolismo en los organismos.

Con la ayuda de isótopos, se revelaron los mecanismos de desarrollo (patogénesis) de varias enfermedades; También se utilizan para estudiar el metabolismo y diagnosticar muchas enfermedades.

Los isótopos se introducen en el cuerpo humano en cantidades extremadamente pequeñas (seguras para la salud) y no son capaces de provocar ningún cambio patológico. Se distribuyen de manera desigual por todo el cuerpo a través de la sangre. La radiación producida durante la desintegración de un isótopo se registra mediante instrumentos (contadores de partículas especiales, fotografías) ubicados cerca del cuerpo humano. Como resultado, puede obtener una imagen de cualquier órgano interno. A partir de esta imagen se puede juzgar el tamaño y la forma de este órgano, el aumento o disminución de la concentración del isótopo en

sus diversas partes. También se puede evaluar el estado funcional (es decir, el trabajo) de los órganos internos mediante la tasa de acumulación y eliminación del radioisótopo.

Así, el estado de la circulación cardíaca, la velocidad del flujo sanguíneo y la imagen de las cavidades cardíacas se determinan utilizando compuestos que incluyen isótopos de sodio, yodo y tecnecio; los isótopos de tecnecio y xenón se utilizan para estudiar la ventilación pulmonar y las enfermedades de la médula espinal; Los macroagregados de albúmina sérica humana con un isótopo de yodo se utilizan para diagnosticar diversos procesos inflamatorios en los pulmones, sus tumores y diversas enfermedades de la glándula tiroides.

Uso de isótopos en medicina.

La concentración y las funciones excretoras del hígado se estudian utilizando pintura de rosa de Bengala con un isótopo de yodo y oro. Las imágenes de los intestinos y el estómago se obtienen utilizando un isótopo de tecnecio, el bazo se obtienen utilizando glóbulos rojos con un isótopo de tecnecio o cromo; Las enfermedades pancreáticas se diagnostican mediante un isótopo de selenio. Todos estos datos nos permiten realizar un correcto diagnóstico de la enfermedad.

Mediante el método de los “átomos marcados” también se estudian diversas anomalías en el funcionamiento del sistema circulatorio y se detectan tumores (ya que es en ellos donde se acumulan algunos radioisótopos). Gracias a este método se ha descubierto que en un tiempo relativamente corto el cuerpo humano se renueva casi por completo. La única excepción es el hierro, que forma parte de la sangre: el cuerpo comienza a absorberlo de los alimentos solo cuando se agotan sus reservas.

Al elegir un isótopo, las cuestiones importantes incluyen la sensibilidad del método de análisis de isótopos, así como el tipo de desintegración radiactiva y la energía de radiación.

En medicina, los isótopos radiactivos se utilizan no sólo para el diagnóstico, sino también para el tratamiento de determinadas enfermedades, como el cáncer, la enfermedad de Graves, etc.

Debido al uso de dosis muy pequeñas de radioisótopos, la exposición del cuerpo a la radiación durante el diagnóstico y tratamiento con radiación no representa ningún peligro para los pacientes.

3.2. Isótopos radiactivos en la agricultura.

Los isótopos radiactivos se utilizan cada vez más en agricultura. La irradiación de semillas de plantas (algodón, repollo, rábanos, etc.) con pequeñas dosis de rayos gamma de fármacos radiactivos conduce a un aumento notable del rendimiento. Grandes dosis de radiación provocan mutaciones en plantas y microorganismos, lo que en algunos casos conduce a la aparición de mutantes con nuevas propiedades valiosas ( selección de radio). Así se desarrollaron valiosas variedades de trigo, frijoles y otros cultivos, y se obtuvieron microorganismos altamente productivos utilizados en la producción de antibióticos.

La radiación gamma de isótopos radiactivos también se utiliza para combatir insectos dañinos y para conservar alimentos. Los “átomos etiquetados” se utilizan ampliamente en tecnología agrícola. Por ejemplo, para saber qué fertilizante de fósforo absorbe mejor una planta, se etiquetan varios fertilizantes con fósforo radiactivo. Luego, examinando las plantas en busca de radiactividad, es posible determinar la cantidad de fósforo que han absorbido de diferentes tipos de fertilizantes.

El método del carbono radiactivo ha recibido una aplicación interesante para determinar la edad de objetos antiguos de origen orgánico (madera, carbón vegetal, tejidos, etc.). Las plantas siempre contienen un isótopo de carbono beta radiactivo con una vida media de T = 5700 años. Se forma en la atmósfera terrestre en pequeñas cantidades a partir de nitrógeno bajo la influencia de neutrones. Estos últimos surgen debido a reacciones nucleares provocadas por partículas rápidas que ingresan a la atmósfera desde el espacio (rayos cósmicos). Combinado con el oxígeno, este carbono forma dióxido de carbono, que es absorbido por las plantas y, a través de ellas, por los animales.

Los isótopos se utilizan ampliamente para determinar las propiedades físicas del suelo.

y reservas de elementos alimenticios vegetales en el mismo, para estudiar la interacción del suelo y los fertilizantes, los procesos de absorción de nutrientes por las plantas y la entrada de alimentos minerales a las plantas a través de las hojas. Los isótopos se utilizan para identificar el efecto de los pesticidas en el organismo vegetal, lo que permite determinar la concentración y el momento de su tratamiento de los cultivos. Utilizando el método de isótopos, se estudian las propiedades biológicas más importantes de los cultivos agrícolas (al evaluar y seleccionar material genético): el rendimiento, la maduración temprana y la resistencia al frío.

EN ganadería estudian los procesos fisiológicos que ocurren en el cuerpo de los animales, analizan los alimentos para determinar el contenido de sustancias tóxicas (pequeñas dosis de las cuales son difíciles de determinar mediante métodos químicos) y microelementos. Con la ayuda de isótopos se están desarrollando técnicas para automatizar los procesos de producción, por ejemplo, separando los tubérculos de piedras y trozos de tierra cuando se cosechan con una cosechadora en suelos pedregosos y pesados.

3.3.Cronometría de radiación

Algunos isótopos radiactivos se pueden utilizar con éxito para determinar la edad de varios fósiles ( cronometría de radiación). El método más común y eficaz de cronometría de radiación se basa en medir la radiactividad de sustancias orgánicas, causada por el carbono radiactivo (14C).

Las investigaciones han demostrado que por cada gramo de carbono en cualquier organismo, se producen 16 desintegraciones beta radiactivas por minuto (más precisamente, 15,3 ± 0,1). Después de 5.730 años, sólo se desintegrarán 8 átomos por minuto en cada gramo de carbono; después de 11.460 años, se desintegrarán 4 átomos.

Un gramo de carbono procedente de muestras de bosques jóvenes emite unas quince partículas beta por segundo. Después de la muerte del organismo, cesa su reposición con carbono radiactivo. La cantidad disponible de este isótopo disminuye debido a la radiactividad. Determinando el porcentaje de carbono radiactivo en los restos orgánicos es posible determinar su edad si se sitúa entre 1.000 y 50.000 e incluso hasta 100.000 años.

El número de desintegraciones radiactivas, es decir, la radiactividad de las muestras en estudio, se mide mediante detectores de radiación radiactiva.

Así, midiendo el número de desintegraciones radiactivas por minuto en una determinada cantidad de peso del material de la muestra en estudio y recalculando este número por gramo de carbono, podemos determinar la edad del objeto del que se tomó la muestra. Este método se utiliza para determinar la edad de momias egipcias, restos de incendios prehistóricos, etc.

3.4. Aplicación de radiactivos. isótopos en la industria

Un ejemplo es el siguiente método para monitorear el desgaste de los anillos de pistón en motores de combustión interna. Al irradiar el anillo del pistón con neutrones, provocan reacciones nucleares en él y lo vuelven radiactivo. Cuando el motor funciona, partículas de material de anillo ingresan al aceite lubricante. Al examinar el nivel de radiactividad en el aceite después de un cierto tiempo de funcionamiento del motor, se determina el desgaste de los anillos. Los isótopos radiactivos permiten juzgar la difusión de metales, los procesos en altos hornos, etc. La potente radiación gamma de preparados radiactivos se utiliza para estudiar la estructura interna de las piezas fundidas de metales con el fin de detectar defectos en ellas.

Los isótopos también se utilizan en equipos de física nuclear para la fabricación de contadores de neutrones, lo que permite aumentar la eficiencia del conteo en más de 5 veces, y en energía nuclear como moderadores y absorbentes de neutrones.

3.5. Uso de isótopos en la ciencia.

Uso de isótopos en biología condujo a una revisión de ideas anteriores sobre la naturaleza de la fotosíntesis, así como sobre los mecanismos que aseguran la asimilación por parte de las plantas de sustancias inorgánicas (carbonatos, nitratos, fosfatos, etc. Con la ayuda de isótopos, el movimiento de poblaciones en la biosfera e individuos dentro de una población determinada, la migración de microbios, así como compuestos individuales dentro del cuerpo. Al introducir una etiqueta en los organismos con alimentos o mediante inyección, fue posible estudiar la velocidad y las rutas de migración de muchos insectos (mosquitos, moscas, langostas), aves, roedores y otros animales pequeños y obtener datos sobre el tamaño de sus poblaciones.

En la zona Fisiología y bioquímica de las plantas. Con la ayuda de isótopos se resolvieron una serie de problemas teóricos y aplicados: se aclararon las rutas de entrada de minerales, líquidos y gases a las plantas, así como el papel de diversos elementos químicos, incluidos los microelementos, en la vida vegetal. Se ha demostrado, en particular, que el carbono entra en las plantas no sólo a través de las hojas, sino también a través del sistema radicular; las trayectorias y velocidades de movimiento de una serie de sustancias desde el sistema radicular hasta el tallo y las hojas y desde estos órganos hasta las raíces se han establecido.

En la zona Fisiología y bioquímica de animales y humanos. Se han estudiado las tasas de entrada de diversas sustancias en sus tejidos (incluida la tasa de incorporación de hierro a la hemoglobina, fósforo al tejido nervioso y muscular, calcio a los huesos). El uso de alimentos "etiquetados" condujo a una nueva comprensión de las tasas de absorción y distribución de los nutrientes, su "destino" en el cuerpo y ayudó a controlar la influencia de factores internos y externos (hambre, asfixia, exceso de trabajo, etc.) sobre el metabolismo.

CONCLUSIÓN

Los destacados físicos franceses Maria Sklodowska-Curie y Pierre Curie, su hija Irene y su yerno Frédéric Joliot y muchos otros científicos no sólo hicieron una gran contribución al desarrollo de la física nuclear, sino que fueron apasionados luchadores por la paz. Realizaron una importante labor sobre el uso pacífico de la energía atómica.

En la Unión Soviética, el trabajo sobre la energía atómica comenzó en 1943 bajo la dirección del destacado científico soviético I.V. Kurchatov. En las difíciles condiciones de una guerra sin precedentes, los científicos soviéticos resolvieron los problemas científicos y técnicos más complejos relacionados con el dominio de la energía atómica. El 25 de diciembre de 1946, bajo el liderazgo de I.V. Kurchatov, se llevó a cabo por primera vez una reacción en cadena en el continente europeo y asiático. Comenzó en la Unión Soviética era del átomo pacífico.

Durante mi trabajo descubrí que los isótopos radiactivos obtenidos artificialmente han encontrado una amplia aplicación en la ciencia, la tecnología, la agricultura, la industria, la medicina, la arqueología y otros campos. Esto se debe a las siguientes propiedades de los isótopos radiactivos:

· una sustancia radiactiva emite continuamente un determinado tipo de partícula y la intensidad no cambia con el tiempo;

· la radiación tiene cierta capacidad de penetración;

· la radiactividad va acompañada de la liberación de energía;

· bajo la influencia de la radiación, pueden producirse cambios en la sustancia irradiada;

· la radiación se puede detectar de diferentes formas: con contadores de partículas especiales, fotografía, etc.

LITERATURA

1. F.M. Diaghilev “De la historia de la física y la vida de sus creadores” - M.: Educación, 1986.

2. COMO Enokhin, O.F. Kabardin y otros. “Antología de física” - M.: Educación, 1982.

3. P.D. Kudryavtsev. “Historia de la Física” - M.: Educación, 1971.

4. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev "Física 11º grado". - M.: Educación, 2004.

5. AV. Peryshkin, E.V. Gutnik "Física noveno grado". - M.: Avutarda, 2005.

6. Recursos de Internet.

Revisar

para un ensayo de examen de física “El fenómeno de la radiactividad. Su importancia en la ciencia, la tecnología y la medicina".

El autor ve la relevancia del tema elegido en la posibilidad de utilizar la energía nuclear con fines pacíficos. Los isótopos radiactivos obtenidos artificialmente han encontrado una amplia aplicación en diversos campos de la actividad científica y práctica: ciencia, tecnología, agricultura, industria, medicina, arqueología, etc.

Sin embargo, la sección “Introducción” no indica la relevancia e interés del autor en el tema elegido para el resumen.

El descubrimiento de la radiactividad se explica de forma lógica y accesible; investigación realizada utilizando “átomos etiquetados”.

El formato del resumen no cumple en todos los casos con los requisitos:

· Las páginas no están numeradas;

· Cada sección no se imprime desde una página nueva;

· No hay referencias a ilustraciones en el texto;

· La sección “Literatura” no incluye sitios de recursos de Internet.

En general, a pesar de pequeñas deficiencias en la compilación y diseño, podemos decir que el resumen “El fenómeno de la radiactividad. Su importancia en ciencia, tecnología y medicina merece una calificación de “buena”.

Profesor de física, Institución educativa municipal "Escuela secundaria Pobedinskaya": ___________/L.A. Gagarin/

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análisis de isótopos radiactivos del núcleo

Isótopos radiactivos y sus aplicaciones.

Los isótopos son variedades de un mismo elemento químico que son similares en sus propiedades fisicoquímicas, pero tienen diferentes masas atómicas.

La radiactividad es la transformación de núcleos atómicos en otros núcleos, acompañada de la emisión de diversas partículas y radiación electromagnética.

En la naturaleza, existen tanto isótopos estables como inestables: los radiactivos, cuyos núcleos de átomos están sujetos a una transformación espontánea en otros núcleos con la emisión de varias partículas (o procesos de desintegración radiactiva). Actualmente se conocen unos 270 isótopos estables. El número de isótopos inestables supera los 2000, la gran mayoría de ellos se obtienen artificialmente como resultado de diversas reacciones nucleares. El número de isótopos radiactivos de muchos elementos es muy grande y puede superar las dos docenas. El número de isótopos estables es significativamente menor. Algunos elementos químicos constan de un solo isótopo estable (berilio, flúor, sodio, aluminio, fósforo, manganeso, oro y varios otros elementos). La mayor cantidad de isótopos estables (10) se encontró en el estaño, en el hierro, por ejemplo, 4 y en el mercurio, 7.

Con la ayuda de reacciones nucleares se pueden obtener isótopos radiactivos de todos los elementos químicos. Se producen en aceleradores de partículas de electrones y reactores nucleares. También se les llama "átomos etiquetados".

El diagnóstico por radioisótopos es el uso de isótopos radiactivos y compuestos marcados para estudiar órganos y sistemas humanos con el fin de reconocer enfermedades. El principal método de diagnóstico de radioisótopos es el método de indicación radiactiva, es decir, un método para monitorear sustancias radiactivas introducidas en el cuerpo.

Los isótopos radiactivos de varios elementos químicos son fuentes de radiación ionizante, que pueden registrarse con un alto grado de precisión utilizando dispositivos radiométricos y de registro especiales después de que el isótopo se introduce en el cuerpo humano. Los equipos radiológicos modernos permiten capturar y estudiar cantidades extremadamente pequeñas de compuestos radiactivos (las llamadas cantidades indicadoras), que son prácticamente inofensivos para el cuerpo de la persona examinada. Al registrar la distribución, el movimiento, la transformación y la excreción de los trazadores radiactivos del cuerpo, el médico puede juzgar la participación de los elementos correspondientes en los procesos bioquímicos y fisiológicos del cuerpo. Entre los numerosos métodos de diagnóstico con radioisótopos, los más utilizados son la radiometría de laboratorio, la radiometría clínica, la radiografía clínica y la exploración. La exploración con radioisótopos de órganos internos permite determinar la ubicación del órgano en estudio en el cuerpo, establecer su forma y tamaño e identificar la presencia de una serie de cambios patológicos en el mismo. La principal ventaja de los métodos de investigación con radioisótopos es su total indoloro y seguridad práctica para el paciente con una alta precisión de los resultados del diagnóstico.

Uno de los estudios más destacados fue el estudio del metabolismo en los organismos. Se ha comprobado que en un tiempo relativamente corto el cuerpo sufre una renovación casi completa. Los átomos que lo componen son sustituidos por otros nuevos. Sólo el hierro, como lo han demostrado los experimentos realizados mediante estudios isotópicos de la sangre, es una excepción a esta regla. Los isótopos radiactivos se utilizan en medicina tanto con fines diagnósticos como terapéuticos. El sodio radiactivo, inyectado en pequeñas cantidades en la sangre, se utiliza para estudiar la circulación sanguínea; el yodo se deposita intensamente en la glándula tiroides, especialmente en la enfermedad de Graves. Al observar la deposición de yodo radiactivo con un medidor, se puede realizar un diagnóstico rápidamente. Grandes dosis de yodo radiactivo provocan la destrucción parcial de los tejidos que se desarrollan anormalmente y, por lo tanto, el yodo radiactivo se utiliza para tratar la enfermedad de Graves. La intensa radiación gamma de cobalto se utiliza en el tratamiento del cáncer (pistola de cobalto).

No menos amplias son las aplicaciones de los isótopos radiactivos en la industria. Un ejemplo de esto es el siguiente método para monitorear el desgaste de los anillos de pistón en motores de combustión interna. Al irradiar el anillo del pistón con neutrones, provocan reacciones nucleares en él y lo vuelven radiactivo. Cuando el motor funciona, partículas de material de anillo ingresan al aceite lubricante. Al examinar el nivel de radiactividad en el aceite después de un cierto tiempo de funcionamiento del motor, se determina el desgaste de los anillos. Los isótopos radiactivos permiten juzgar la difusión de metales, los procesos en altos hornos, etc.

Se utiliza potente radiación gamma de fármacos radiactivos para examinar la estructura interna de las piezas fundidas de metal con el fin de detectar defectos en ellas.

Los isótopos radiactivos se utilizan cada vez más en la agricultura. La irradiación de semillas de plantas (algodón, repollo, rábanos, etc.) con pequeñas dosis de rayos gamma de fármacos radiactivos conduce a un aumento notable del rendimiento. Grandes dosis de radiación provocan mutaciones en plantas y microorganismos, lo que en algunos casos conduce a la aparición de mutantes con nuevas propiedades valiosas (radioselección). Así se desarrollaron valiosas variedades de trigo, frijoles y otros cultivos, y se obtuvieron microorganismos altamente productivos utilizados en la producción de antibióticos. La radiación gamma de isótopos radiactivos también se utiliza para controlar insectos dañinos y para conservar alimentos. Los isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en tecnología agrícola. Por ejemplo, para saber qué fertilizante de fósforo absorbe mejor la planta, se marcan varios fertilizantes con fósforo radiactivo 15 32P. Luego, examinando las plantas en busca de radiactividad, es posible determinar la cantidad de fósforo que han absorbido de diferentes tipos de fertilizantes.

La datación por radiocarbono es un método físico para datar restos biológicos, objetos y materiales de origen biológico midiendo el contenido del isótopo radiactivo 14C en el material en relación con los isótopos estables de carbono. Una aplicación interesante de la radiactividad es el método de datación de hallazgos arqueológicos y geológicos. por la concentración de isótopos radiactivos. Un isótopo inestable de carbono aparece en la atmósfera debido a reacciones nucleares provocadas por los rayos cósmicos. Un pequeño porcentaje de este isótopo se encuentra en el aire junto con el isótopo estable normal. Las plantas y otros organismos absorben carbono del aire y acumulan ambos isótopos en las mismas proporciones que en el aire. Después de que las plantas mueren, dejan de consumir carbono y el isótopo inestable, como resultado de la desintegración β, se convierte gradualmente en nitrógeno con una vida media de 5730 años. Midiendo con precisión la concentración relativa de carbono radiactivo en los restos de organismos antiguos, se puede determinar el momento de su muerte. Este método se utiliza para determinar la edad de momias egipcias, restos de incendios prehistóricos, etc.

El método radiactivo para analizar una sustancia permite determinar el contenido de varios metales, desde calcio hasta zinc, en concentraciones extremadamente bajas, hasta 1-10 g. (solo se requieren 10-12 g de sustancia). Los fármacos radiactivos se utilizan ampliamente en la práctica médica para tratar muchas enfermedades, incluidos los tumores malignos. Los isótopos de plutonio-238 y curio-224 se utilizan para producir baterías de baja potencia para estabilizadores del ritmo cardíaco. Para su funcionamiento continuo durante 10 años, sólo son suficientes 150-200 mg de plutonio (las baterías convencionales duran hasta cuatro años).

Las fuentes de energía de radioisótopos son dispositivos de varios diseños que utilizan la energía liberada durante la desintegración radiactiva para calentar el refrigerante o convertirlo en electricidad. Una fuente de energía de radioisótopos se diferencia fundamentalmente de un reactor nuclear en que no utiliza una reacción en cadena controlada, sino la energía de la desintegración natural de los isótopos radiactivos. Las fuentes de energía de radioisótopos se utilizan cuando es necesario garantizar la autonomía de funcionamiento del equipo, una confiabilidad significativa, un peso y dimensiones reducidos. Actualmente, los principales campos de aplicación son el espacio (satélites, estaciones interplanetarias, etc.), vehículos de aguas profundas, zonas remotas (el Extremo Norte, el mar abierto, la Antártida). En general, en pocas palabras, estudiar el "espacio profundo" sin generadores de radioisótopos es imposible, ya que a una distancia significativa del Sol el nivel de energía solar que se puede utilizar a través de las fotocélulas es pequeño. Por ejemplo, en la órbita de Saturno, la iluminación del Sol en su cenit corresponde al crepúsculo terrestre. Además, a una distancia considerable de la Tierra, la transmisión de señales de radio desde una sonda espacial requiere una potencia muy elevada. Por tanto, la única fuente posible de energía para las naves espaciales en tales condiciones, además de un reactor nuclear, es un generador de radioisótopos. Aplicaciones existentes:

· Sondas interestelares: Suministro de calor eléctrico para naves espaciales.

· Medicina: fuente de alimentación para marcapasos, etc.

· Alimentación eléctrica de balizas y boyas.

Áreas de aplicación prometedoras:

· Robots Android: Suministro de calor eléctrico. Como principal fuente de energía.

· Láseres de combate espaciales: bombeo láser y suministro de calor eléctrico.

· Vehículos de combate: potentes motores con una larga vida útil (vehículos de reconocimiento no tripulados: aviones y minibarcos, suministro de energía para helicópteros y aviones de combate, así como tanques y lanzadores autónomos).

· Estaciones hidroacústicas de aguas profundas: suministro eléctrico a largo plazo de vehículos sin recuperación.

Los isótopos radiactivos y los compuestos marcados con isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en una amplia variedad de áreas de la actividad humana. Industria y control tecnológico, agricultura y medicina, comunicaciones e investigación científica: es casi imposible cubrir toda la gama de aplicaciones de los isótopos radiactivos, aunque todas surgieron en poco más de 100 años.

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Los isótopos son variedades de elementos químicos en los que los núcleos de los átomos difieren en el número de neutrones, pero contienen el mismo número de protones y, por tanto, ocupan el mismo lugar en la tabla periódica de elementos de Mendeleev. Hay isótopos estables (estables) y radiactivos. El término "isótopos" fue propuesto por primera vez en 1910. Frederick Soddy (1877-1956), famoso radioquímico inglés, premio Nobel en 1921, que demostró experimentalmente la formación de radio a partir de uranio.

Los isótopos radiactivos se utilizan ampliamente no solo en la energía nuclear, sino también en una variedad de instrumentos y equipos para determinar la densidad, homogeneidad de una sustancia, su higroscopicidad, etc. Con la ayuda de indicadores radiactivos, es posible monitorear el movimiento de compuestos químicos en procesos físicos, tecnológicos, biológicos y químicos, para lo cual se introducen indicadores radiactivos (átomos marcados) de ciertos elementos en el objeto en estudio y luego se determina su movimiento. observado. Este método permite estudiar los mecanismos de reacción durante la transformación de sustancias en condiciones difíciles, por ejemplo a altas temperaturas, en un alto horno o en el ambiente agresivo de un reactor químico, así como estudiar los procesos metabólicos en organismos vivos. El isótopo de oxígeno 18 ayuda a aclarar el mecanismo de respiración de los organismos vivos.

El método radiactivo para analizar una sustancia permite determinar el contenido de varios metales, desde calcio hasta zinc, en concentraciones extremadamente pequeñas, hasta 1-10 g (solo se requieren 10-12 g de la sustancia). Los fármacos radiactivos se utilizan ampliamente en la práctica médica para tratar muchas enfermedades, incluidos los tumores malignos. Los isótopos de plutonio-238 y curio-224 se utilizan para producir baterías de baja potencia para estabilizadores del ritmo cardíaco. Para su funcionamiento continuo durante 10 años, sólo son suficientes 150-200 mg de plutonio (las baterías convencionales duran hasta cuatro años).

Como resultado de reacciones químicas por radiación, el ozono se forma a partir del oxígeno y el hidrógeno y compuestos complejos de olefinas de bajo peso molecular se forman a partir de parafinas gaseosas. La irradiación de polietileno, cloruro de polivinilo y otros polímeros aumenta su resistencia al calor y su solidez. Hay muchos ejemplos del uso práctico de isótopos y radiaciones radiactivas. A pesar de ello, la actitud de la gente hacia la radiación, especialmente en las últimas décadas, ha cambiado drásticamente. A lo largo de aproximadamente cien años de historia, las fuentes radiactivas han recorrido un largo camino desde el elixir de la vida hasta convertirse en un símbolo del mal. Conceptos de las ciencias naturales modernas: libro de texto. manual para universidades / A.A. Gorelov.- M.: VLADOS., 2000.- P. 285-288.

Después del descubrimiento de los rayos X, muchos creyeron que la radiación podía curar todas las enfermedades y resolver todos los problemas. En aquella época, la gente no quería ver los peligros de la exposición a la radiación. Cuando Wilhelm Roentgen (1845-1923) descubrió un nuevo tipo de irradiación en 1895, una ola de alegría recorrió todo el mundo civilizado. El descubrimiento no sólo sacudió los cimientos de la física clásica. Prometía posibilidades ilimitadas: en medicina inmediatamente comenzaron a utilizarlo para el diagnóstico y, un poco más tarde, para el tratamiento de una amplia variedad de enfermedades. El diagnóstico por rayos X y la radioterapia han salvado la vida de muchas personas. Los médicos, sin embargo, después de un tiempo comenzaron a limitar el número permitido de radiografías para un paciente, pero nadie prestó atención seria a las quemaduras que se producen después de las radiografías. El físico francés A. Becquerel, por ejemplo, tenía la costumbre de llevar un dispositivo de radio en el bolsillo del pantalón. Después de un tiempo, notó inflamación en su pierna. Para asegurarse de que el dispositivo fuera la causa de la enfermedad, lo trasladó a otro bolsillo. Pero ni siquiera la úlcera que apareció en la otra pierna logró calmar la sobriedad del científico, quien, como el resto, estaba eufórico por el nuevo descubrimiento. La radiación radiactiva en aquella época se consideraba un agente curativo universal, el elixir de la vida. El radio demostró ser eficaz en el tratamiento de tumores benignos y su “popularidad” aumentó dramáticamente. Aparecieron en el mercado público almohadas de radio, pasta de dientes radiactiva y cosméticos.

Sin embargo, pronto aparecieron las primeras señales de alerta. En 1911 Se descubrió que los médicos berlineses que se ocupaban de la radiación desarrollaban a menudo leucemia. Posteriormente, el físico alemán Max von Laue (1879-1960) demostró experimentalmente que la radiación radiactiva afecta negativamente a los organismos vivos, y en 1925-1927. Se supo que bajo la influencia de la radiación, se producen cambios en la sustancia hereditaria: mutaciones.

La completa calma llegó después del bombardeo atómico de Hiroshima y Nagasaki. Casi todos los supervivientes de la explosión nuclear estuvieron expuestos a grandes dosis de radiación y murieron de cáncer, y sus hijos heredaron algunos trastornos genéticos causados ​​por la radiación. Esto se discutió abiertamente por primera vez en 1950, cuando el número de pacientes con leucemia entre las víctimas de explosiones atómicas comenzó a crecer catastróficamente. Después del accidente de Chernobyl, la desconfianza hacia la radiación se convirtió en una verdadera histeria nuclear.

Así, si a principios del siglo XX. la gente obstinadamente no quería ver el daño de la radiación, luego al final comenzaron a temer a la radiación incluso cuando no representa un peligro real. La causa de ambos fenómenos es la misma: la ignorancia humana. Sólo cabe esperar que en el futuro una persona aprenda a adherirse a la media dorada y a aprovechar el conocimiento sobre los fenómenos naturales en su propio beneficio.

Uso de isótopos radiactivos como indicadores (átomos marcados). Actualmente, en biología, bioquímica y fisiología, los isótopos radiactivos son muy utilizados como sustancias que permiten la investigación a nivel molecular. Permitieron estudiar los movimientos de cuerpos submicroscópicamente pequeños, así como de moléculas, átomos e iones individuales de su propia especie en el cuerpo, sin alterar su funcionamiento normal. Se han propuesto varios métodos de investigación.

Método de indicación de radio(método del átomo marcado) se basa en el uso de compuestos químicos en cuya estructura se incluyen elementos radiactivos como etiqueta. En la investigación biológica se suelen utilizar isótopos radiactivos de elementos que forman el cuerpo y participan en su metabolismo: 3 H, "C, 24 Na, 32 P, 35 S, 42 K, 45 Ca, 51 Cr, 59 Fe, 125 I, 131 I, etc. Los radionucleidos introducidos en el cuerpo se comportan en los sistemas biológicos de la misma manera que sus isótopos estables. Esta circunstancia permite rastrear el destino no solo de los isótopos radiactivos, sino también de varios compuestos orgánicos e inorgánicos marcados y controlar. su transformación durante el proceso de intercambio.

La gran ventaja de este método es su alta sensibilidad, que permite el uso en la investigación de cantidades insignificantes (en términos de peso) del compuesto marcado, que no puede influir ni cambiar el curso normal de los procesos vitales. Por lo tanto, si los métodos analíticos convencionales pueden determinar isótopos que pesan 10 -6 g, los instrumentos radiométricos modernos permiten medir isótopos radiactivos cuya masa es 10 -18 -10 -20 g. El uso del método del trazador radiactivo en el estudio de varios Los procesos bioquímicos y fisiológicos han permitido describirlos en el lenguaje de fórmulas y ecuaciones matemáticas, es decir, pasar de una descripción cualitativa de los procesos a su expresión cuantitativa exacta.

El control de la distribución y deposición de radionucleidos en diversos órganos se puede llevar a cabo mediante radiometría externa de animales de experimentación (por ejemplo, registro de radiación gamma 131 I en la glándula tiroides) o biomateriales preparados en consecuencia (sangre, tejido de órganos, orina, heces, etc.). El método de la autorradiografía se utiliza ampliamente para estos fines.

La autorradiografía es un método de obtención de imágenes fotográficas como resultado de la acción de la radiación de los elementos radiactivos ubicados en el objeto en estudio sobre una emulsión fotográfica. Por primera vez, la autorradiografía fue utilizada para estudiar organismos animales por el científico ruso E. S. London en 1904 r£J3a durante las últimas tres décadas, gracias al desarrollo y uso de emulsiones nucleares especiales, la técnica de la autorradiografía se ha mejorado significativamente y con su Se han logrado grandes éxitos en el estudio de los procesos metabólicos, así como en el estudio de la distribución y localización de sustancias radiactivas en las células y tejidos de animales y plantas.

La autorradiografía se divide en macroautorradiografía y microautorradiografía. La macroautorradiografía (contacto, contraste) proporciona una imagen de la distribución de isótopos radiactivos en las macroestructuras de un objeto biológico (evaluación cuantitativa de la concentración de radioisótopos), a partir de la cual se puede juzgar la naturaleza del intercambio y la organotropía del radionúclido. La microautorradiografía (histoautorradiografía) permite estudiar la localización intracelular de una sustancia radiactiva, así como las estructuras celulares y los procesos bioquímicos complejos en ellas (síntesis de proteínas, enzimas, etc.).

a) a la administración preliminar de una determinada cantidad de un isótopo radiactivo a un animal de experimentación;

b) extraerle determinados órganos y preparados elaborados a partir de ellos (histosecciones, cortes finos, sangre, etc.) para la autorradiografía;

c) crear, durante un tiempo determinado, un contacto estrecho entre el preparado fabricado que contiene un elemento radiactivo y la emulsión fotográfica;

d) revelar y fijar material fotográfico, como se hace en la fotografía ordinaria.

Como material fotográfico para la macrorradioautografía se utilizan películas fotográficas y de rayos X de alta sensibilidad; para la historradiografía se utilizan emulsiones nucleares líquidas y removibles especiales (tipo “P”, “K”, “MR”, etc.), que cubren las preparaciones histológicas. en estudio.

Las autorradiografías son un grupo de granos negros de plata reducida en una emulsión fotográfica, que indican la ubicación de una sustancia radiactiva en el material en estudio.

Las macrorradioautografías se analizan visualmente y, cuando se evalúa cuantitativamente la radiactividad, se lleva a cabo una densitometría de la densidad óptica de ennegrecimiento de la fotoemulsión de radioautogramas en comparación con la densidad de ennegrecimiento de la fotoemulsión de una fuente de radiación de radiactividad conocida.

Las historradioautografías se estudian al microscopio simultáneamente con la muestra histológica. Para cuantificarlos, los granos de plata reducida o las huellas de partículas alfa o beta en la emulsión se cuentan bajo un microscopio de gran aumento utilizando un micrómetro ocular con rejilla.

A.D. Belov (1959) desarrolló la técnica de la "doble radioautografía", que, a diferencia de los métodos existentes, permite obtener radioautogramas separados de dos isótopos radiactivos ubicados simultáneamente en el mismo objeto en estudio. Esta técnica se basa en tener en cuenta la diferencia de energía de radiación y la “vida útil” de los isótopos. Así, al estudiar el metabolismo fósforo-calcio en huesos utilizando 32 P y 45 Ca, es posible obtener radioautografías separadas para estos isótopos cuando se administran simultáneamente a un animal de experimentación. Teniendo en cuenta la energía de radiación relativamente alta y la corta vida media del 32 R, primero se obtiene una autorradiografía de 32 R. Para ello, se coloca un filtro entre el objeto en estudio y la emulsión fotográfica, absorbiendo una suave radiación beta de 45 California. La autorradiografía para 4b Ca se obtiene después de la desintegración del 32 R.

La técnica de la “doble radioautografía” permite no sólo utilizar animales de experimentación dos veces más económicamente, sino también obtener datos más fiables, ya que permite comparar la acumulación y distribución de dos sustancias marcadas en un mismo animal y evitar las dificultades que surgen al comparar. tales indicadores obtenidos de diferentes animales. Mediante la técnica de la “doble autorradiografía” se estudió la dinámica del metabolismo proteico-mineral en el tejido óseo de diferentes especies animales (perros, ovejas, cerdos, terneros) con normalidad, durante la curación de fracturas y con diversos métodos de osteosíntesis y estimulación de la osteogénesis. en comparación con el cuadro radiológico morfológico y la actividad histoquímica de las fosfatasas alcalinas y ácidas en los huesos. Se ha descubierto que el metabolismo de las proteínas y el fósforo-calcio en los huesos normales y en las fracturas depende directamente entre sí y de la actividad enzimática de las fosfatasas alcalinas y ácidas. La mayor intensidad del metabolismo de proteínas y fósforo-calcio se produce en aquellas zonas del órgano óseo (periostio, endostio, médula ósea, paredes de los canales de Havers y la parte esponjosa de las epífisis, así como tejidos callosos), donde la enzima Son más pronunciadas la actividad de las fosfatasas, el crecimiento, el desarrollo y la reestructuración del tejido óseo.

Con la ayuda de los radioisótopos emisores de gamma 24 Na, 131 1, 42 K y otros introducidos en el cuerpo, se obtuvieron datos fundamentalmente nuevos sobre la medición de la velocidad del flujo sanguíneo, la masa sanguínea, el estado funcional de la glándula tiroides y otros órganos y sistemas de los animales. obtenida mediante radiometría intravital externa. Estos estudios con radioisótopos se han consolidado firmemente en la práctica clínica.

Para el estudio intravital del metabolismo en diversos órganos y tejidos utilizando 3 isótopos emisores con baja capacidad de penetración, A. D. Belov (1968) propuso un método de investigación experimental con la implantación preliminar de sensores radiométricos de pequeño tamaño del tipo SBI-9. , este método se complementó con la implantación simultánea de sensores de registro de temperatura (microtermistores) para el estudio intravital sincrónico del metabolismo y la reacción de temperatura en condiciones de experiencia crónica. El uso de un método de investigación radiotermométrico permitió establecer la tasa de intercambio y la temperatura. reacciones en el hígado, huesos, músculos y otros órganos, así como identificar sus cambios correlativos en condiciones normales y en patología ósea en diferentes especies de animales. Con el estudio simultáneo de diversos procesos físicos, químicos y fisiológicos, aquellas interrelaciones de fenómenos se revelan, se descubren aquellas interacciones correlativas de procesos, cuya necesidad describió I. P. Pavlov como una tarea de la “fisiología sintética”. En consecuencia, el método de los trazadores radiactivos ha abierto inmensas perspectivas para la investigación intravital del metabolismo, una especie de bioquímica vital.

Un logro muy importante de la bioquímica moderna, obtenido con la ayuda de sustancias radiactivas, puede considerarse la idea del estado dinámico constante de los procesos metabólicos en un organismo vivo, la interconvertibilidad de muchas sustancias, la continua desintegración y resíntesis, la renovación continua de los compuestos químicos de las células vivas, que se produce incluso en un estado de equilibrio de los procesos metabólicos. Las proteínas, nucleoproteínas, cromoproteínas, grasas, carbohidratos y compuestos minerales se encuentran en un estado de constante degradación y síntesis. La naturaleza del intercambio y su dirección dependen a menudo del predominio de los procesos de síntesis o descomposición. Así, al estudiar los tumores malignos, se encontró que su crecimiento no se debe a una mayor síntesis, sino a un retraso en la descomposición de las sustancias proteicas tumorales. Gracias a los trazadores de radioisótopos fue posible determinar la tasa de renovación de diversos componentes de tejidos y órganos. Se ha comprobado que las proteínas musculares se reemplazan más lentamente que otras, y el hígado, el plasma sanguíneo, especialmente la mucosa intestinal, tienen una alta tasa de renovación. También se obtuvo evidencia directa del intercambio entre proteínas en músculos, plasma, hígado y otros órganos.

En combinación con otros métodos de investigación, los métodos de radioisótopos desempeñaron un papel muy importante en el desarrollo de la biología molecular y permitieron acercarse a la solución de muchos problemas importantes en biología. Estos incluyen, en particular, los mecanismos de acumulación y uso de energía en los organismos vivos, las vías de biosíntesis de proteínas, la fotosíntesis biológica, la contracción muscular, la excitación nerviosa, la reproducción y

herencia.

Con la ayuda de muchos compuestos químicos marcados con isótopos radiactivos (aminoácidos marcados, ácidos grasos y nucleicos, glucosa, fosfátidos, sales minerales), fue posible aclarar cuestiones tan importantes como la influencia de las sustancias dietéticas en la productividad animal, cuestiones de intermedio metabolismo e interconvertibilidad de compuestos, y vías de descomposición y síntesis de sustancias químicas en el cuerpo de un animal vivo, determinan la estructura de compuestos químicos, etc. Se ha demostrado la interconvertibilidad de los ácidos palmítico y esteárico, la conversión de ornitina en arginina, fenilalanina en tirosina. , la formación de creatina debido a grupos metilo sintetizados a partir de metionina o colina, la creación de glicina a partir de arginina (durante la descomposición de proteínas y amidina), la adrenalina a partir de fenilalanina, la cadena de carbono de la cistina a partir de serina, la formación de fosfolípidos hepáticos a partir de la sangre. fosfatos plasmáticos, etc. El método de radioindicación permitió aclarar las características del papel metabólico y sintético de la microflora del rumen y otras partes del tracto gastrointestinal de los rumiantes, que no podían determinarse por otros métodos. De gran interés es el establecimiento de la posibilidad de sintetizar aminoácidos a partir de amoníaco, ceto e hidroxiácidos en el rumen de los rumiantes y suministrar dichos compuestos al cuerpo, en particular a la glándula mamaria, en relación con la formación de leche. Junto con esto, fue posible estudiar otra área interesante de los procesos metabólicos en el cuerpo animal: el papel del tracto digestivo y las glándulas digestivas en la circulación de sustancias en los sistemas: la sangre, las paredes del tracto digestivo. ; Glándulas digestivas: el contenido del canal digestivo. Al determinar la absorción, la llamada digestibilidad, se encontraron formas de eliminar los errores introducidos por factores endógenos: la mezcla constante de sustancias secretadas por las glándulas digestivas y la bilis en el contenido intestinal.

El estudio del metabolismo en el cuerpo mediante el método de indicación de radioisótopos confirmó la posición de la reversibilidad de muchos procesos metabólicos intermedios, la posible variabilidad de las vías metabólicas intermedias en diferentes condiciones biológicas del cuerpo y cuando cambian las condiciones ambientales. La labilidad de los ambientes internos y los procesos metabólicos sirve como base para la adaptación del cuerpo a un ambiente externo cambiante. Los trazadores de radioisótopos permiten detectar cambios adaptativos en el metabolismo de un organismo animal y abren nuevas perspectivas a este respecto.

Los isótopos radiactivos permitieron estudiar el metabolismo de macro y microelementos sin introducir sustancias excesivas en la dieta, sin alterar el contenido natural de las sustancias estudiadas en el organismo. Como resultado, fue posible establecer de manera confiable la tasa de acumulación de minerales en diversos órganos y tejidos y su eliminación del cuerpo, así como estudiar los compuestos químicos en los que se fija el elemento durante el proceso de su transferencia o localización. . Otro resultado importante del uso de isótopos radiactivos en el estudio del metabolismo mineral es el establecimiento de la tasa de renovación de la composición mineral de los órganos y de algunos compuestos del tejido óseo. Hasta la fecha se han obtenido numerosos datos sobre el intercambio y la acumulación en los tejidos de isótopos radiactivos de elementos como calcio, fósforo, cobalto, cobre, zinc, manganeso, berilio, bario, estroncio, yodo, etc. El resultado global de estos estudios confirma que la penetración de sustancias minerales, por ejemplo, oligoelementos, en los tejidos individuales, está controlada no simplemente por las leyes de la difusión, sino principalmente por el metabolismo celular asociado con procesos químicos específicos en la célula, dependiendo de la acción de las enzimas.

El método de indicación de radioisótopos en el estudio del metabolismo de sustancias minerales permitió profundizar en los procesos de metabolismo intermedio que ocurren con la participación de sustancias minerales, incluidos los oligoelementos (131 I, 60 Co, 64 Cu, etc.).

Desde la introducción del método electroforético en biología y medicina para la separación de proteínas séricas humanas y animales, se han acumulado muchos datos que indican una reacción inespecífica en los cambios en la fórmula proteica en diversas condiciones del cuerpo. Sin embargo, diferentes autores interpretan de manera diferente ciertos cambios cuantitativos en las proteínas séricas. Esto se debe al hecho de que un método de separación electroforética de proteínas nos permite establecer solo cambios cuantitativos en la fórmula de las proteínas, pero no puede revelar los aspectos íntimos de la dinámica del metabolismo de las proteínas, el papel y el significado de varias proteínas. fracciones, la intensidad de su síntesis y descomposición en una enfermedad en particular. Con la ayuda de isótopos radiactivos, fue posible rastrear estos procesos. Para ello, A.D. Belov (1972) propuso un método de autorradiografía cuantitativa de proteínas del suero sanguíneo sometidas a electroforesis (método de autorradioelectroforesis), así como el principio de procesamiento matemático de radioautogramas para determinar la tasa de biosíntesis y degradación de proteínas y su función. capacidad. Para determinar la síntesis de proteínas se utilizan aminoácidos marcados (35 S-metionina, 14 C-glicina, etc.) y la capacidad funcional: 32 P, 45 Ca, etc. Esta técnica permitió al autor obtener no solo un documento visual ( radioautograma) que caracteriza la intensidad de inclusión de sustancias marcadas en una u otra fracción proteica, pero también para cuantificar la biosíntesis, descomposición y capacidad funcional de cada fracción proteica utilizando indicadores de actividad específica relativa, para descifrar los aspectos íntimos del mecanismo de cambios cuantitativos. en la fórmula proteica del suero sanguíneo en animales en condiciones normales y con patología ósea.

Utilizando 51 Cr, que forma parte de la molécula de hemoglobina, y 75 Se, que forma parte de la metionina, se determinó la vida útil de los eritrocitos en la sangre periférica de varios animales de granja.

El isótopo radiactivo 32 P se utilizó para identificar la tasa de maduración de los espermatozoides, el momento de su movimiento a través del tracto reproductivo de los machos y los cambios en estos tiempos bajo diferentes cargas sexuales.

En la última década se han desarrollado rápidamente los métodos de investigación de radioisótopos in vitro, en los que no se introducen sustancias radiactivas en el organismo. Esta circunstancia ha ampliado significativamente la posibilidad de utilizar el método de radioindicación en el laboratorio y la práctica clínica. Los métodos in vitro se utilizan ampliamente en endocrinología e inmunología. Se están llevando a cabo desarrollos prometedores para su uso en el estudio de otros sistemas. Al estudiar el estado hormonal en humanos y animales, se utiliza un método radioinmune (radiocompetitivo), basado en la capacidad de una hormona no marcada en la muestra de suero sanguíneo que se está estudiando para competir con la hormona marcada por los anticuerpos y así bloquear la unión de la hormona marcada. . En última instancia, se determina el porcentaje de unión del antígeno marcado total a los anticuerpos, que es inversamente proporcional a la cantidad de antígeno no marcado, es decir, la cantidad de hormona en la muestra de prueba. El método se caracteriza por una alta especificidad y sensibilidad. Actualmente, de esta forma se determinan la insulina, la hormona del crecimiento, la ACTH, los péptidos y muchas otras hormonas. En los últimos años, en el diagnóstico in vitro se han utilizado ampliamente pruebas de kits estándar (ballenas) especialmente preparados para la determinación de hormonas.

E. A. Nezhikova (1979) fue el primero en utilizar un método radioinmunológico para rastrear la dinámica de las hormonas gonadotrópicas pituitarias: la hormona luteinizante (LH) y la hormona folículo estimulante (FSH) en el suero sanguíneo de las vacas por mes de gestación y estaciones del año. . Se ha revelado la influencia de estas hormonas no sólo en el estado fisiológico de los animales, sino también en la productividad. Así, si en las vacas con productividad media en otoño la cantidad de LH en el primer mes de gestación alcanza los 32,1 ng/ml, en las de alta productividad es de 24,77 ng/ml. El mismo patrón se puede observar en otros períodos del embarazo. Al mismo tiempo, existe una clara dependencia del nivel de LH del mes de embarazo y de la estación del año. Así, en las vacas en el tercer mes de gestación, en primavera, el nivel de LH es de 4,33 ng/ml, en verano de 30,9 ng/ml, en otoño de 34,8 ng/ml y en invierno de 63,2 ng/ml.

Merece especial atención el método de radioisótopos para estudiar el estado funcional de la glándula tiroides en animales durante el examen clínico, así como para determinar la dosis de suplementos de yoduro de potasio en áreas de deficiencia de yodo, previniendo trastornos metabólicos y aumentando la productividad. Con la deficiencia de yodo, se observa un ciclo anovulatorio en las vacas, en los cerdos (el nacimiento de lechones muertos, sin pelo o poco viables, en las gallinas), una fuerte disminución en la producción de huevos. Para la práctica de la ganadería y la medicina veterinaria, el mayor interés son los métodos in vitro de investigación de radioisótopos basados ​​​​en la determinación de la inclusión de triyodotironina marcada con 125 I o 131 I en los eritrocitos, o por el grado de unión de la tiroxina marcada con yodo radiactivo a las proteínas. fracciones de suero sanguíneo. Estos métodos permiten determinar indirectamente la cantidad de hormona secretada por la glándula tiroides y así juzgar su actividad funcional.

V.P. Ostapchuk, A.D. Belov y N.A. Kovalev (1979) desarrollaron un método radioinmune para diagnosticar la rabia, que se basa en la unión de anticuerpos específicos marcados con radionúclidos con el antígeno de la rabia en frotis de cerebro de animales enfermos y midiendo la radiactividad del complejo resultante. La ventaja de este método en comparación con los métodos patomorfológicos tradicionales es su alta especificidad, sensibilidad, velocidad de ejecución y la capacidad de estudiar material patológico rancio y ya descompuesto, así como la expresión cuantitativa de los resultados de la investigación.

Todos los métodos de investigación radioinmunológicos y de radioisótopos mencionados anteriormente están disponibles para una amplia práctica de laboratorio en los departamentos de radiología regionales y en los laboratorios radiológicos veterinarios republicanos.

Análisis de activación de neutrones. es un método prometedor y altamente sensible para determinar ultramicrocantidades de isótopos estables en diversos materiales biológicos (sangre, linfa, tejidos de diversos órganos, etc.). Consiste en que el material en estudio está expuesto a un flujo de neutrones en las condiciones de un reactor nuclear. Como resultado, se forman productos radiactivos (productos de activación), que luego se someten a análisis radioquímicos y radiometría.

Con el método de los trazadores radiactivos se pueden resolver una amplia variedad de cuestiones de biología, fisiología, bioquímica dinámica y ecología de microorganismos. La incorporación de compuestos marcados en una célula microbiana se produce como resultado de su participación activa en el metabolismo durante el cultivo de microbios en un medio nutritivo que contiene radionucleidos. Los microbios pueden incluso marcarse con una doble etiqueta, por ejemplo 32 P y 35 S. Absorben radionucleidos y, al multiplicarse, los transmiten a su descendencia. Se administra un cultivo patógeno marcado a los animales, que se sacrifican en determinados intervalos de tiempo, y la velocidad y las rutas de propagación de los microbios en el cuerpo se determinan radiométricamente mediante la actividad específica de sus órganos. De esta forma, es posible rastrear el destino de los microbios patógenos y las vacunas en el cuerpo de animales de experimentación.

Los virus también se pueden marcar introduciendo en cultivos de tejidos y otros medios nutritivos soluciones de isótopos radiactivos 32 P, 35 5-metionina, 35 5-cistina, 14 C-glicina, etc.. El marcador radiactivo se incorpora activamente a los componentes del virus durante su reproducción. Cabe señalar que el 32 P está incluido en el ARN y los fosfolípidos del virus, y los aminoácidos marcados están incluidos en su cubierta proteica.

El método de los trazadores radiactivos ha encontrado aplicación en entomología para estudiar las rutas y velocidades de migración, los lugares de reserva de moscas, mosquitos, garrapatas y otros insectos portadores de microorganismos patógenos y la efectividad de las medidas tomadas para combatirlos, así como para el seguimiento. la transición de insecticidas a insectos. Los organismos se marcan introduciendo un radioisótopo en los alimentos o cultivándolos en medios apropiados que contengan radioisótopos. La elección del trazador radiactivo depende de la tarea de investigación.

El uso de isótopos radiactivos para el diagnóstico y tratamiento de animales. Actualmente, los isótopos radiactivos se utilizan ampliamente en medicina para enfermedades cardiovasculares, neoplasias malignas, enfermedades de la sangre (leucemia mieloide, leucemia linfocítica, policitomia, etc.), sistema nervioso periférico (neuritis, radiculitis), piel (eczema, dermatitis, forúnculos), tiroides. glándulas (tirotoxicosis), así como para suprimir la inmunidad al trasplante durante el trasplante de órganos, etc.

En las enfermedades del sistema cardiovascular, la velocidad del flujo sanguíneo cambia drásticamente. Para determinarlo se utilizan 24 Na, 131 I, 42 K, 32 R. En personas sanas en reposo, la velocidad del flujo sanguíneo es de 5 a 6 s en el círculo pequeño, de 12 a 16 s en el círculo grande. El uso terapéutico de radioisótopos y radiaciones para tumores se basa en su efecto biológico. Las células jóvenes que se reproducen vigorosamente son las más afectadas por la radioterapia. Esta circunstancia hizo posible desarrollar la radioterapia para pacientes con tumores malignos y benignos y enfermedades de los órganos hematopoyéticos. Dependiendo de la ubicación del tumor, la irradiación gamma externa se realiza mediante unidades terapéuticas gamma. Aplicar aplicaciones sobre la piel para acción de contacto; se inyectan soluciones coloidales de fármacos radiactivos en el espesor del tumor directamente o en forma de agujas huecas llenas de radioisótopos; Los radionucleidos de vida corta se inyectan por vía intravenosa y se acumulan selectivamente en tejidos tumorales y órganos críticos.

A.D. Belov (1968) creó un aplicador ocular y desarrolló un método para su uso en enfermedades oculares en animales. Utilizando un aplicador cargado con 32 P y 89 Sr, se obtuvieron resultados positivos para conjuntivoceratitis ulcerosa e infecciosa, vascularización de la córnea en terneros y perros. Una dosis única fue de 50-100 R, para un ciclo completo de tratamiento, 200-2000 R. El autor utilizó con éxito pequeñas dosis de fósforo-32 (0,01 μCi/kg de peso del animal) para acelerar la regeneración del tejido óseo y normalizar el mineral. Metabolismo en animales con fracturas óseas mediante la inyección de una solución radiactiva en el área de la fractura.

El efecto estimulante de los rayos X y la irradiación gamma se puede utilizar para aumentar las cualidades económicamente útiles de las gallinas (producción de huevos, vitalidad y crecimiento de las gallinas).

El método de radioindicación proporciona un servicio invaluable en el estudio de la farmacodinámica de los fármacos, la velocidad y las vías de su penetración y excreción del cuerpo en condiciones normales y en diversas condiciones patológicas. Se han obtenido datos valiosos al probar fármacos potentes, así como fármacos que antes se consideraban inofensivos.

Esterilización mediante radiaciones ionizantes. Se utilizan para la esterilización en frío de preparados biológicos (vacunas, sueros, vitaminas, medios nutritivos, etc.), suturas quirúrgicas y apósitos que no resisten el tratamiento térmico.

En la industria alimentaria se utilizan métodos de procesamiento no térmico para la conservación de alimentos. Se obtienen buenos resultados con la irradiación gamma con una dosis de 1,8 millones de rublos.

La esterilización es de gran importancia para la desinfección del estiércol en grandes complejos ganaderos, en empresas de procesamiento de cuero y materias primas de piel, lana, cerdas, plumas y plumón. La esterilización por radiación se utiliza en la lucha contra insectos dañinos (ácaros, moscas que pican, etc.).

Lo anterior, por supuesto, no agota la variedad de áreas de aplicación de los isótopos radiactivos y las radiaciones ionizantes en biología, medicina veterinaria y ganadería. Sin embargo, de los ejemplos anteriores se desprende claramente que los isótopos radiactivos y las radiaciones ionizantes, al ser fundamentalmente nuevos en el estudio de la naturaleza, abren grandes oportunidades en el estudio de los procesos vitales, la patogénesis de enfermedades, el diagnóstico y la terapia de los animales de granja, así como así como en la solución de otros problemas económicos importantes.